Témata
Reklama

Nová koncepce tepelného upínání nástrojů

Tepelné upínání nástrojů nachází ve strojírenství stále větší oblibu a uplatnění. Mezi jeho výhody patří rychlost, přesnost a výrazné snížení nákladů.

Díky svým výhodám je systém tepelného upínání nástrojů nejvhodnějším řešením zejména pro vysokorychlostní obrábění. Jednou z firem, která se specializuje na upínání nástrojů, je německá firma Franz Haimer GmbH, v jejímž sortimentu jsou kromě klasických a tepelných držáků i přístroje pro tepelné upínání, vyvažování nástrojů a 3D sondy pro zjištění pozice obrobku ve stroji. Na českém a slovenském trhu tuto firmu zastupuje společnost SK Technik, spol. s r. o.
Reklama
Reklama
Reklama

Přístroj pro tepelné upínání

Princip upínání spočívá v teplotní roztažnosti materiálů. Nástrojové držáky firmy Franz Haimer jsou vyrobeny ze speciálního materiálu, jehož ohřevem dojde ke zvětšení otvoru pro upnutí nástroje. Obsluha pouze vloží nástroj do držáku. Ochlazením dojde ke smrštění držáku, a tím k upnutí nástroje.
K ohřátí nástrojového držáku je nutné zařízení, které v krátkém čase dokáže upnout nástroj. Některé firmy nabízejí přístroje, které ohřívají držáky vzduchem nebo jiným médiem, ale tento princip je naprosto nevyhovující. Doba ohřevu se pohybuje v minutách, materiál držáku je velice namáhán, snižuje se životnost a přesnost.
Proto firma Franz Haimer vyvinula speciální přístroj Power-Clamp pro tepelné upínání nástrojů, který k ohřevu materiálu využívá indukční cívky. Doba ohřevu se pohybuje přibližně kolem 5 sekund. Během této doby dojde k zahřátí povrchu držáku na teplotu cca 250 - 300 °C, a poté se nástroj do něj vloží. V žádném případě nedojde k tepelnému ovlivnění materiálu držáku ani k žádným změnám ve struktuře materiálu, neboť materiál začíná reagovat změnou struktury až při teplotě kolem 500 °C. Je tedy vyloučena deformace držáku stálým upínáním a odepínáním nástroje. Při větším počtu nástrojů je nutné brát ohled i na dobu chlazení. Chladnutí držáku z 300 °C trvá přibližně 10 až 15 minut. Tato doba je většinou nepřípustná. Proto se přístroje vybavují chladicími systémy, které snižují dobu chladnutí. U chlazení vzduchem se doba chlazení pohybuje kolem 2 až 5 minut, dle typu chladicího systému. Firma Franz Haimer používá chlazení vodou a s přístrojem dodává chladicí zařízení, které neustále ochlazuje chladicí adaptéry. Ty se nasazují na nástrojový držák a kontaktem odvádějí teplo. Doba chlazení se tak pohybuje okolo 20 až 30 sekund.
Přístroj je konstruován univerzálně, tzn. že lze upínat a chladit držáky různých velikostí od různých dodavatelů. Lze upínat tvrdokovové i HSS nástroje od průměru 3 mm. Pro malé průměry se používají velice přesné kleštiny.

Výhody systému tepelného upínání

Upnutí nástroje je rychlé, přesné, komfortní, jednoduché a tuhé. Doba výměny nástroje je max. 30 sekund. Házení dutiny pro upnutí nástroje je 0,003 mm. Držáky na tepelné upínání nemají žádný upínací systém, a jsou tedy výrobně velice jednoduché. Tuhost je zaručena upnutím po celém obvodu nástroje. Jedinou podmínkou je, aby upínaný nástroj měl stopku v toleranci h6.

Srovnání hydroupínače a tepelného upínače

Dalším nejpoužívanějším systémem upínání jsou hydroupínače. Upínacím šroubem se působí na kapalinu a zvyšováním tlaku dochází k roztahování upínací stěny držáku. Tyto upínače jsou přesné a jednoduché pro manipulaci, ale mají menší životnost, protože časem dojde k narušení stěny držáku. Není jimi možné upínat nástroje s vyfrézovanou ploškou (Weldon, Whistle-notch), neboť to má za následek deformaci stěny držáku. Naproti tomu do tepelného upínače je možné upínat nástroje s válcovou stopkou i s vyfrézovanou ploškou, jelikož zde žádná deformace nehrozí.
Hydraulické držáky mají větší vnější průměr a nevyrábějí se v tak dlouhých provedeních. Tepelné upínače je možné vyrobit v superštíhlých provedeních a v různých velikostech. Při otáčkách kolem 30 000 a výše není možné hydroupínače použít, protože odstředivou silou dochází k huštění kapaliny na vnější straně upínací kapsy držáku, což způsobuje zmenšení upínací síly na nástroj. Snižuje se tuhost, přenos krouticího momentu a hrozí protočení nástroje.

Prodloužení nástrojového držáku

Při výrobě forem a elektrod je často nutné dostat se nástrojem hluboko do materiálu. K tomu slouží speciální prodloužení, které se upne do držáku. Původně bylo prodloužení konstruováno pouze pro tepelné upínače, ale lze ho použít i pro kleštinové upínače nebo hydroupínače. Házení dutiny pro upnutí nástroje je opět max. 0,003 mm.
Reklama
Vydání #5
Firmy
Související články
Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Související články
Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

CNC řízení pro rychlostní a multifunkční obrábění

Výsledek obráběcího procesu v parametrech přesnost/rychlost/povrch je dán mnoha faktory na straně stroje, nástrojů, způsobu programování a upínání, přičemž může existovat i více cest k jednomu stanovenému cíli. V tomto článku bychom se chtěli zaměřit na CNC řídicí systém, který je dnes bezpochyby podstatnou a nenahraditelnou složkou tohoto procesu. Řídicím systémem přitom většinou rozumíme jak vlastní řídicí počítač, tak i pohony os a vřeten a systémy odměřování polohy.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit